文章提出了微生物感染与许多癌症之间的重要粘蛋白联系 link between microbial infections and many cancers

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新闻发布2019年11月18日
文章提出了微生物感染与许多癌症之间的重要粘蛋白联系
北卡罗来纳大学夏洛特分校

众所周知,病毒具有入侵细胞的能力,可以导致许多不同的癌症。较少讨论的是细菌的致癌能力,或它们可能引起恶性肿瘤的过程。

在北卡罗来纳大学夏洛特分校在11月18日出版的《分子医学趋势》杂志上发表的一篇评论文章中,癌症生物学家Pinku Mukherjee和Mukulika Bose讨论了一种机制,他们认为这种机制可能与多种癌症中的细菌感染有关-导致科学尚未完全理解。

文章“微生物-癌症相关感染中的MUC1串扰”阐明了微生物(尤其是细菌)与称为MUC1的糖蛋白的相互作用可能涉及涉及上皮细胞的癌症,包括结肠癌,肺癌,胃癌,肝脏和胰腺。

上皮细胞是经常专门用于吸收或分泌目的,并在器官(包括肠,肺,胃,肝和生殖器官)中形成衬里或屏障的细胞。 MUC1是一种“跨膜”蛋白-在细胞膜的外部,穿过和内部延伸到细胞质-几乎存在于所有腺上皮细胞中。它是一组蛋白质,因参与保护性粘液层而被称为“粘蛋白”,其形成凝胶的功能是由糖分子覆盖了部分蛋白质长度(“糖基化”)引起的。糖从本质上讲与水分子相互作用,形成了光滑的粘液屏障,保护细胞层免受病原体和环境的损害。

欧文·贝克(Irwin Belk)癌症研究杰出教授,夏洛特大学UNC生物学系系主任穆克吉(Mukherjee)过去对MUC1在多种癌症中可能发挥的令人惊讶的负面作用进行了大量研究。这种蛋白质与癌症之间的联系非常紧密-如文章所述,“国家癌症研究所将MUC1列为开发癌症疫苗的第二大最佳靶抗原。”

穆克吉(Mukherjee)还在研究癌症和病原体感染的相互作用。她说:“现在,已知所有恶性肿瘤中约有20%,特别是上皮恶性肿瘤与某种感染有关,无论是病毒性感染还是细菌性感染,持续性炎症是根本原因。”

穆克吉(Mukherjee)解释说,关于病毒及其所涉及的生物学机制,例如HPV与子宫颈癌的关系,现在已广为人知。

“但是对于导致细菌感染的癌症的原因知之甚少……对此知之甚少。但是,当细菌感染确实与癌症有关时,例如幽门螺杆菌伴胃癌和溃疡,这似乎与细菌的基本持久性有关。”

持久性感染可能因长期攻击对细胞防御机制的影响而有所不同。

“但是,如果这些持续的细菌感染导致上皮层畸变,则必须参与粘蛋白,因为每个腺上皮细胞均具有粘蛋白,我们知道粘蛋白是任何细菌感染的第一保护层。”

Mukherjee解释说,MUC1嵌入上皮细胞膜,其外端涂有附着的糖,其内端基本上裸露在细胞质中,在很大程度上起保护作用。细菌细胞表面的分子与粘膜层或MUC1的糖基化末端结合,但细胞已做好攻击准备并作出反应。

她说:“细菌的附着触发了MUC1脱落并附着了细菌,使其细胞外结构域(糖基化部分)脱落,整个过程进入了粘液层,细菌被清除了。” “因此,它可以通过将攻击性细菌推出并吞入含糖分子而起到消炎作用。”

她解释说,但是,该过程可能会产生副作用:“这主要是MUC1的工作原理,但是当MUC1脱落,其剩余的外部和细胞质尾巴(蛋白质的内部片段)被激活时,有时会发生这种情况。细胞上存在持久的细菌弹幕激活一些细胞质尾巴,我们知道,当细胞质尾巴被激活时,它可以触发导致癌症的信号通路。”

因此,MUC1可以在感染过程中扮演双重角色,要么通过阻止细菌攻击来进行消炎,要么通过促发炎症来触发炎症过程,进而引发恶性肿瘤。

她说:“简而言之,MUC1在存在微生物感染时作为保护性和致癌性的双重作用是本文的目的。” “有一些研究指出了这一点,但我们正在努力将它们结合在一起。”

这篇文章对已知涉及MUC1的细菌和病毒对十二种常见感染的研究进行了调查,并指出了其中蛋白质具有促炎作用的有限例子。

她说:“该领域只研究了少数与感染有关的癌症中的机制,甚至涉及细菌的地方也很少。” “我们希望我们的假设能使人们以更科学的方式看待这一问题。”

Mukherjee的假设强调了MUC1和粘蛋白在针对未来研究中的核心作用。由于蛋白质与上皮细胞癌变过程之间的紧密联系,以及蛋白质在抵抗微生物感染方面的强大参与,因此在感染与癌症之间的联系是显而易见的,但尚未被研究。

她说:“我们的想法是,到某个时候,我们将不得不更认真地研究粘蛋白。” “我们不仅要研究已经转化的癌细胞中的粘蛋白,还需要在细胞转化之前对其进行研究,并观察发生了什么。癌症方面的工作需要与细菌方面的工作联系在一起,并且感染在引发炎症中的作用。”

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Mukherjee的研究得到了美国国家癌症研究所,国防部,Susan G.Komen基金会以及胰腺癌行动网络/美国癌症研究协会的资助。

詹姆斯·海瑟薇(James Hathaway),704-687-5743
jbhathaw@uncc.edu

资料来源:Pinku Mukherjee,704-687-5459,pmukherj@uncc.edu

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